N,N-二甲基甘氨酸外观为白色结晶,溶于水和乙醇。作为药物可以用于治疗中老年忧郁症,刺激人体免疫反应,降低公害污染物对身体的伤害,降低体内胆固醇含量等。此外,在食品行业可用作抗氧剂,在医药行业可用作医药中间体,合成多种生化药物。
传统制备方法
专利US4968839报道了N,N-二甲基甘氨酸的合成工艺方法,即将二甲胺与甲醛、氰化钠、亚硫酸氢钠作用制得二甲氨基乙腈,然后碱性水解,中和后得产品N,N-二甲基甘氨酸。该方法原料中有剧毒的氰化钠,会对环境造成影响,不易推广使用,且收率也仅为66%左右。
余红霞等报道了一种以甘氨酸为原料、Pd/C为催化剂制备N,N-二甲基甘氨酸的方法(余红霞,郭峰.N,N-二甲基甘氨酸的合成研究.天津化工,2004,18(4):38-39)。虽然该方法N,N-二甲基甘氨酸的收率有所提高,但使用的Pd/C催化剂非常昂贵,也不适合工业推广。
另外,朱晓慧等报道了一种生产N,N-二甲基甘氨酸的工艺方法,该工艺方法用氢氧化钙中和氯乙酸水溶液制得氯乙酸钙,过滤去除不溶性杂质,然后和二甲氨缩合,料液经浓缩,酸化,过滤制得N,N-二甲基甘氨酸盐酸盐(朱晓慧,张恭孝.二甲基甘氨酸盐酸盐的合成.泰山医学院学报,2004年25(6):649-650)。该方法虽已成为N,N-二甲基甘氨酸制备的主流工艺,但得到的是N,N-二甲基甘氨酸的盐酸盐,应用上还是受到了限制。
基于上述原因和现有技术,仍然需要进一步优化N,N-二甲基甘氨酸的制备,尤其是该制备方法在安全性考虑、收率提高、工业推广上的考虑。本发明针对现有技术的不足进行了改进发明。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种N,N-二甲基氨基乙腈作为制备N,N-二甲基甘氨酸的中间体,该中间体制备所需的原料环保易得,反应条件温和,所得的反应液不需分离,即可进一步用于N,N-二甲基甘氨酸的制备。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种N,N-二甲基氨基乙腈的制备方法,包括以下步骤:
羟基乙腈和过量的二甲胺在水介质中充分反应得N,N-二甲基氨基乙腈的反应液。
该制备方法中,多余的二甲胺可回收再利用,如通过加热蒸发的方式回收。
在获得N,N-二甲基氨基乙腈反应液的基础上,进一步制备N,N-二甲基甘氨酸盐,包括以下步骤:向1得到的N,N-二甲基氨基乙腈反应液中加入N,N-二甲基氨基乙腈0.7~2倍摩尔量的碱进行碱化,控制反应温度60~100℃,反应2~7小时,脱氨处理后,得N,N-二甲基甘氨酸盐的反应液。
本发明的另一目的在于提供一种N,N-二甲基甘氨酸的制备方法,这种方法是在N,N-二甲基甘氨酸盐的反应液的基础上进行的,该方法反应条件温和,环境污染小,后处理简易,产品收率高,且中间产物可循环利用,适合工业推广应用。
N,N-二甲基甘氨酸的制备方法,在所述N,N-二甲基甘氨酸盐的反应液基础上,向N,N-二甲基甘氨酸盐的反应液中加入酸调节pH为酸性,得N,N-二甲基甘氨酸粗品和无机盐的混合液,对该混合液分离纯化得N,N-二甲基甘氨酸。
所述分离通常纯化包括以下步骤:向N,N-二甲基甘氨酸粗品和无机盐的混合液中加入0.05~2%的活性炭,脱色0.5~1小时,离心除去活性炭,得母液1冷却至10℃结晶,离心除去无机盐,得母液2重结晶,再离心即得N,N-二甲基甘氨酸。本发明可按常规的结晶纯化方法对上述获得的N,N-二甲基甘氨酸多次重结晶,以获得纯度更高的N,N-二甲基甘氨酸精品,并且此次N,N-二甲基甘氨酸结晶后的母液3可合并至下一轮生产的母液2进行结晶,提高产品收率。